專利名稱：光傳感器及顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于光傳感器及顯示裝置，特別是關于在使用薄膜晶體管的光傳感器以及在同一基板上具有光傳感器與顯示部的顯示裝置。
背景技術：
現(xiàn)在的顯示器裝置為因應小型化、輕量化、薄型化的市場要求，平面面板顯示裝置(flat panel display)正普及。這種顯示器裝置很多系例如藉由遮斷光，以檢測輸入坐標的光學式觸控面板，或檢測外光以控制顯示裝置的畫面的亮度等，組裝有光傳感器者。
例如在第7圖(A)顯示光學式觸控面板的一例。光學式觸控面板301系在顯示面302的外周配置發(fā)出紅外線等的發(fā)光器303以及接受光的受光器304。這種光學式觸控面板系藉由以要進行坐標輸入發(fā)光器303發(fā)出的紅外線光的手指等來遮斷，以紅外線光未到達受光器304的點當作輸入坐標來檢測(例如參照專利文獻1)。
第7圖(B)系在液晶顯示裝置(LCD)305安裝光傳感器306，依照受光的周圍的光，控制LCD顯示裝置面的背光(backlight)亮度的顯示器裝置。此光傳感器例如使用Cds單元(cell)的光電變換組件306(例如參照專利文獻2)。
日本特開平5-35402號公報(第2-3頁的第2圖)[專利文獻2]日本特開平6-11713號公報(第3頁的第1圖)發(fā)明內容在現(xiàn)有的平面面板顯示裝置中，一般顯示部與光傳感器系經由利用個別生產設備的個別工藝，以個別的模塊(module)品制造，藉由組裝此等模塊零件于同一框體以制造完成品。因此，要減少機器的零件數(shù)目及降低各模塊零件的制造成本自然有界限。
特別是現(xiàn)在例如行動電話、PDA等的移動式終端非常普及，因此，顯示器裝置被要求更進一步的小型化、輕量化、薄型化。也就是說，關于這種顯示器裝置所使用的光傳感器，最好能小型化或削減零件數(shù)目，以便能廉價地提供。
本發(fā)明乃鑒于上述課題所進行的創(chuàng)作，其解決手段的第一方案系一種光傳感器，包含柵電極(gate electrode)，配設于基板上；半導體層，隔著該柵電極與絕緣膜而配設；溝道(channel)，配設于該半導體層；以及源極(source)以及漏極(drain)，配設于該溝道的兩側，其中令該柵電極的柵極寬為該柵電極的柵極長的10倍以上的長度。
而且，其特征為前述柵極寬為5μm到10000μm。
而且，其特征為前述半導體層若在前述源極與前述溝道間或前述漏極與前述溝道間的接合區(qū)域照射光，則產生光電流(photocurrent)。
而且，其特征為在前述半導體層的前述源極與前述溝道間或前述漏極與前述溝道間設有低濃度雜質區(qū)域。
而且，其特征為前述低濃度雜質區(qū)域系設于輸出藉由入射光產生的光電流側。
而且，其特征為每一預定的時間施加電壓至前述柵電極，使該光傳感器驅動。
本發(fā)明的第二方案系一種顯示裝置，系將以下的構件配設于單一絕緣性基板上顯示部，配設多個具有薄膜晶體管的像素(pixel)；柵電極，配設于絕緣性基板上；半導體層，隔著該柵電極與絕緣膜而配設；溝道，配設于該半導體層；以及光傳感器，具有配設于該溝道兩側的源極以及漏極，其中令該柵電極的柵極寬為該柵電極的柵極長的10倍以上的長度。
本發(fā)明的第三系一種顯示裝置，系將以下的構件配設于單一絕緣性基板上顯示部，配設多個由EL組件與薄膜晶體管構成的像素；柵電極，配設于絕緣性基板上；
半導體層，隔著該柵電極與絕緣膜而配設；溝道，配設于該半導體層；以及光傳感器，具有配設于該溝道兩側的源極以及漏極，其中令前述光傳感器的柵電極的柵極寬為該柵電極的柵極長的10倍以上的長度。
而且，系藉由前述EL組件至少具有第一電極、第二電極以及被前述第一以及第二電極夾著的發(fā)光層。
而且，系藉由前述光傳感器接受周圍的光，控制前述顯示部的亮度。
而且，其特征為更具有對應前述光傳感器而配設的發(fā)光組件，前述光傳感器系用以檢測來自前述發(fā)光組件的光的受光以及遮斷。
而且，其特征為并聯(lián)連接多個前述光傳感器，而前述各光傳感器的總柵極寬為5μm到10000μm。
而且，其特征為前述光傳感器系在前述源極與前述溝道間或前述漏極與前述溝道間的任一方的前述半導體層設有低濃度雜質區(qū)域。
而且，其特征為前述薄膜晶體管包含由分別與前述光傳感器的前述絕緣膜、前述柵電極以及前述半導體層同一的膜質構成的絕緣膜、柵電極以及半導體層。
而且，其特征為一個前述光傳感器的柵極寬對柵極長的比例比一個前述薄膜晶體管的柵極寬對柵極長的比例大。
本發(fā)明的第四方案系一種顯示裝置，系將以下的構件配設于單一絕緣性基板上顯示部，配設多個具有薄膜晶體管的像素；柵電極，配設于絕緣性基板上；半導體層，隔著該柵電極與絕緣膜而配設；溝道，配設于該半導體層；以及光傳感器，具有配設于該溝道兩側的源極以及漏極，其中令前述柵電極的柵極寬比該柵電極的柵極長還長，并且令Ioff為1×10-9A以上。
而且，其特征為前述光傳感器系配置多個于前述顯示部的周圍。
本發(fā)明的第五系一種光傳感器，系藉由并聯(lián)連接多個以下的構件而構成柵電極，配設于基板上；半導體層，隔著該柵電極與絕緣膜而配設；溝道，配設于該半導體層；以及薄膜晶體管具有配設于該溝道兩側的源極以及漏極，其中前述多個薄膜晶體管系各個前述柵電極的柵極長沿著多個方向配置。
而且，其特征為使前述柵電極的柵極長的方向與半導體層成正交而配置。
(發(fā)明的功效)依照本發(fā)明，因檢測在TFT的斷開(off)時因外光的入射而產生的光電流，作為光傳感器而利用，故可用形成于絕緣基板上的TFT實現(xiàn)高性能的光傳感器。藉由加大TFT的柵極寬W，可增加光電流的產生區(qū)域，得到感度佳的光傳感器。柵極寬W因僅將圖案(pattern)變更就能加大，故可不另外增加工作數(shù)目而實現(xiàn)感度佳的光傳感器。而且，藉由將光傳感器的半導體層的Ioff的取出側作成IDD(Lightly DopedDrain輕摻雜的漏極)構造，可使漏電特性(leak characteristic)穩(wěn)定。
再者，因本實施形態(tài)的光傳感器為TFT，故藉由施加預定的電壓至柵電極，即可使TFT導通(on)。也就是說，藉由將在預定的時間在與流過光電流的方向相反的方向流過電流的電壓施加于光傳感器的柵電極、漏極及/或源極，而使光傳感器再新(refresh)，而可使作為光傳感器的TFT特性穩(wěn)定。
而且，可提供配設光傳感器100與顯示部于同一基板上的顯示裝置。光傳感器100因可感測與顯示部200所接受的光量同等的光量，故可依照周圍的光量自動地調節(jié)亮度，俾在周圍亮的情形下增加亮度，而在暗的情形下降低亮度。據此，可提高目視確認性，并且可省電。因此，在例如使用EL組件等的自發(fā)光組件的顯示裝置中，可增加該發(fā)光組件的壽命。
此外，在組裝光傳感器的顯示裝置中，藉由使光傳感器的柵極寬/柵極長比像素內的第一TFT或第二TFT的柵極寬/柵極長還大，更佳為比像素內的第一以及第二TFT的柵極寬/柵極長還大，可得到高功能、高性能的顯示裝置。
而且，可有助于組裝光傳感器的顯示裝置的小型化、薄型化。光傳感器的各構成要素因可在與使用有機EL組件的顯示器裝置的TFT同一的工藝中以同一膜質形成，故即使配設顯示部與光傳感器于同一基板，也能實現(xiàn)工藝的簡單化與零件數(shù)目的削減。


第1圖(A)是說明本發(fā)明的第一實施形態(tài)的光傳感器用的剖面圖，(B)為俯視圖，(C)為概要圖。
第2圖(A)及(B)是顯示本發(fā)明的光傳感器的Vg-Id的關系的特性圖。
第3圖(A)是說明具有本發(fā)明的LDD構造的光傳感器用的概要圖，(B)為特性圖。
第4圖(A)是說明本發(fā)明的第二實施形態(tài)的顯示裝置的俯視圖，(B)為俯視圖，(C)為剖面圖。
第5圖(A)是說明本發(fā)明的第三實施形態(tài)的顯示裝置的俯視圖，(B)為剖面圖，(C)為電路概要圖。
第6圖是顯示本發(fā)明的光源與Ioff的關系的特性圖。
第7圖(A)是說明現(xiàn)有技術的剖面圖，(B)為俯視圖。
主要組件符號說明10 絕緣性基板 11、111、141 柵極12 柵極絕緣膜 13、113、143 半導體層13c、113c、143c 溝道 13d、113d、143d 漏極13LD、113LD 低濃度雜質區(qū)域漏極13s、113s、143s 源極 14 絕緣膜15 層間絕緣膜 16、116 漏極17 平坦化絕緣膜 18 源極100 光傳感器 141 第二TFT的柵極151 柵極信號線 152 漏極信號線153 驅動電源線 154 保持電容電極線155 電容電極 158 源極
161 陽極 162電洞輸送層163 發(fā)光層 164電子輸送層165 有機EL層 166陰極170 保持電容 200顯示部210 第一TFT 220第二TFT230 顯示裝置 240發(fā)光組件250 觸控面板 260反射件301 光學式觸控面板 302顯示面303 發(fā)光器 304受光器305 液晶顯示裝置 306光傳感器Id 漏極電流 J 接合區(qū)域L柵極長 Vd 漏極電壓Vg 柵極電壓 Vs 源極電壓W柵極寬具體實施方式

參照第1圖到第6圖詳細地說明本發(fā)明的實施形態(tài)。首先在第1圖到第3圖顯示第一實施形態(tài)。
在第一實施形態(tài)所示的光傳感器系由柵電極、絕緣膜以及半導體層構成的薄膜晶體管(Thin Film Transistor以下稱為TFT)。
如第1圖(A)所示，在由石英玻璃、無堿玻璃等構成的絕緣性基板10上配設成為緩沖層(buffer layer)的絕緣膜(SiN、SiO2等)14，在其上層疊層由多晶硅(Poly-Silicon，以下稱為[p-Si])膜構成的半導體層13。在半導體層13上疊層由SiN、SiO2等構成的柵極絕緣膜12，在其上面形成由鉻(Cr)、鉬(Mo)等的高熔點金屬構成的柵電極(以下簡稱為柵極)11。
在半導體層13，位于柵極11的下方配設成為本質(intrinsic)或實質上為本質的溝道13c。而且，在溝道13c的兩側配設有n+型雜質的擴散區(qū)域的源極13s以及漏極13d。
在柵極絕緣膜12以與門極11上的全面依照例如SiO2膜、SiN膜、SiO2膜的順序疊層，以疊層層間絕緣膜(interlayer insulating film)15。在柵極絕緣膜12以及層間絕緣膜15，對應漏極13d以及源極13s設有接觸孔(contact hole)，在接觸孔填充鋁(Al)等的金屬，配設漏極16以及源極18，分別使其接觸于漏極13d以及源極13s。被光傳感器100放大的光電流例如由源極18側輸出。
在第1圖(B)顯示成為光傳感器100的TFT(半導體層13以與門極11)的俯視圖。TFT的柵極11系對半導體層13正交而配置。此時，柵極11的柵極寬W系遠大于柵極長L。若柵極長L為0.5μm以上，柵極寬W為5μm以上，則可當作光傳感器而動作。具體上，柵極長L為5μm～15μm左右，柵極寬W為5～10000μm左右較佳。此外，柵極寬W系如圖所示指柵極11與半導體層13重疊的部分的寬度。令柵極長L與柵極寬W的比為10倍以上較佳。
第1圖(C)系三次元地顯示半導體層13的溝道13c與源極13s(或漏極13d)的接合區(qū)域附近的能帶(energy band)圖的模式圖。
在上述構造的p-SiTFT中，若當TFT斷開(off)時，光由外部入射到半導體層13，則在溝道13c與源極13s或溝道13c與漏極13d的邊界附近產生接合區(qū)域(junction area)J。接合區(qū)域J系指如第1圖(A)及(B)的虛線所示，接鄰溝道13c的源極13s(或漏極13d)的邊界部附近的區(qū)域。實質上為本質的溝道13c與具有預定的雜質濃度的源極13s的接合面附近，因兩者的雜質濃度差，如第1圖(C)所示產生能帶遷移的區(qū)域。而且，接合面(邊界部)周圍的雜質濃度可考慮為變成溝道13c以及源極13s的中間的范圍。在本實施形態(tài)中稱這種邊界部附近的區(qū)域為接合區(qū)域J。
在接合區(qū)域J中，電子-電洞(electron-hole pair)對因電場而被拉開，產生光電電動勢，得到光電流。在本實施形態(tài)中系以這種光電流的增加作為光傳感器而利用，以下稱在此斷開時得到的光電流為Ioff。Ioff越大，作為光傳感器的感度越佳。
因光的入射而產生電子-電洞對系以圖中的陰影線所示的源極13s與溝道13c的接合區(qū)域J。也就是說，若大大地確保此接合區(qū)域J，則可得到更大的Ioff。在本實施形態(tài)中系藉由擴大直接有助于接合區(qū)域J的柵極寬W，以大大地確保接合區(qū)域J的面積，實現(xiàn)感度佳的光傳感器。
在第2圖顯示成為光傳感器100的TFT的Vg-Id曲線。第2圖(A)系柵極寬W為600μm，第2圖(B)系6μm。而且，任一個都是柵極長L為13μm。此圖系顯示其一例使用n溝道型的TFT，在漏極電壓Vd＝10V、源極電壓Vs＝GND的條件下，有入射光的情形(實線)與無入射光的情形(虛線)。
在圖中，在柵極電壓Vg＝0V～-1V以下成為斷開狀態(tài)，若柵極電壓Vg超過起始值，則TFT變成接通狀態(tài)，漏極電流Id增加。例如若著眼于TFT完全斷開狀態(tài)的柵極電壓Vg＝-3V附近，則第2圖(A)的情形當無入射光時，1×10-12A左右的Ioff系藉由光的照射而增加到1×10-9A左右。
另一方面，如第2圖(B)所示柵極寬W小的情形，無入射光的情形，1×10-14A的光電流因光的入射變成1×10-11A。第2圖(B)的情形系Ioff可檢測，惟若變成此水平的等級，則因非常微小，故作為Ioff的反饋(feedback)變的困難，有無法當作光傳感器而發(fā)揮功能的可能性。因此，設計成Ioff為1×10-9A以上較佳。
如此，藉由加大柵極寬W，若是相同光量，則與柵極寬W小的情形比較，可得到大的Ioff，而且，即使是微量的外光也能得到大的Ioff。
而且，半導體層13若在光電流的取出側設有低濃度雜質區(qū)域的話佳，在第3圖顯示三次元地表示其能帶的模式圖。
低濃度雜質區(qū)域系指接鄰于源極13s或漏極13d的溝道13c側而配設，雜質濃度比源極13s或漏極13d低的區(qū)域。藉由配設此低濃度雜質區(qū)域，可緩和集中于源極13s(或漏極13d)端部的電場。但是，若過度降低雜質濃度，則電場增加，而且低濃度雜質區(qū)域的寬度(由源極13s端部朝溝道13c方向的長度)也影響電場強度。也就是說，在低濃度雜質區(qū)域的雜質濃度以及區(qū)域寬存在最佳值，例如0.5μm～3μm左右。
在本實施形態(tài)中，在例如溝道與源極間(或溝道與漏極間)設有低濃度雜質區(qū)域13LD，當作所謂的低濃度摻雜漏極LDD(Lightly DopedDrain)構造。
若作成LDD構造，則溝道13c與源極13s間的中間的雜質濃度的區(qū)域變寬。亦即意味著以陰影線表示的接合區(qū)域J在源極13s側擴大，能帶的傾斜平緩。
柵極寬W為同等的情形時，傾斜平緩者較傾斜度高者可更使有助于光電流產生的接合區(qū)域J在柵極長L方向增加。也就是說，可使接合區(qū)域J中的雜質的原子數(shù)，使光電流容易產生。
在第3圖(B)系顯示比較LDD構造的有無的情形。圖系顯示針對未配設LDD構造的取樣A，與具有寬度1.4μm的LDD構造的取樣B調查的漏極電流Id對入射光的變化的比例，表示此比例的Igrad的值。此外，圖的Igrad(ave)系指白、紅、藍、綠的光源的各Igrad的平均。其中，取樣A與取樣B系柵極寬(W)相同，但柵極長(L)不同。但是，柵極長為5μm以上的情形幾乎無由于柵極長L不同造成的Ioff的差，對比較無影響。
據此，在不具LDD構造的取樣A中，與Igrad(ave)為1.3579比較，在具有LDD構造的取樣B中，Igrad(ave)變成2.05。如此，得知藉由作成LDD構造，可用微量的光得到更大的Ioff。而且，例如以第2圖(A)以及第2圖(B)的虛線所示，非LDD構造的情形系斷開時的Vg-Id特性不穩(wěn)定，但因藉由將其作成LDD構造使其穩(wěn)定化，亦即漏電特性穩(wěn)定，故產生各電壓設定的界限(margin)，容易當作光傳感器利用。
上述光傳感器由于是TFT，故藉由施加預定的電壓至柵極11，可接通TFT。也就是說，藉由將在預定的時間在與流過光電流的方向相反的方向流過電流的電壓施加于光傳感器的柵極、漏極及/或源極，使光傳感器再新，可使作為光傳感器的TFT特性穩(wěn)定。但是，若此為二極管而非TFT的情形，因連接有柵極與源極(或漏極)，故柵極與源極變成經常為等電位，柵極與源極獨立，無法施加電壓，無法再新。再者，pn接合型的二極管的情形因光未照射時的漏電特性不穩(wěn)定，故對光傳感器不適當。
以上系針對所謂的頂柵極型(top gate type)TFT來說明，但即使是使柵極、柵極絕緣膜以及半導體層的疊層順序相反的底柵極型(bottomgate type)TFT也一樣。
其次，使用第4圖說明第二實施形態(tài)。第二實施形態(tài)系配置顯示部與上述光傳感器于同一基板上的顯示裝置230。
第4圖(A)系顯示顯示裝置230的俯視圖。顯示部200系配置由有機EL組件與薄膜晶體管構成的像素成多個矩陣狀。在此顯示部的周圍(例如四個角落)配置上述光傳感器100。光傳感器100系接受周圍的光，控制顯示部200的亮度。
光傳感器100在各角落配置多個也可以。藉由配設多個TFT(光傳感器100)，可具備當作光傳感器的冗裕性(redundancy)、受光的平均化性。如此，要配置多個光傳感器100時，分別并聯(lián)連接，令柵極寬W全體為100μm左右即可。而且，因可配置于周圍的區(qū)域有限，故也可以將柵極寬W設成蛇行(交錯)形態(tài)等設計圖案(pattern)。
光傳感器100與顯示部200因配設于同一絕緣性基板10上，故光傳感器100可感測與顯示部200同等的光量。光傳感器100感測照射于顯示部200的光量，變換成電流，控制調節(jié)顯示部200的亮度的例如控制器。控制器系依照來自光傳感器100的電流量，在室內為明亮的情形下或在屋外顯示部明亮，且周圍暗的情形下，控制成根據該情況的亮度。也就是說，在周圍明亮的情形下提高亮度，在暗的情形下降低亮度。據此，藉由依照周圍的光量自動地調節(jié)亮度，可提高目視確認性，并且可省電。因此，在例如使用EL組件等的自發(fā)光組件的顯示裝置中，可增加該發(fā)光組件的壽命。
第4圖(B)系顯示第4圖(A)的顯示部的一顯示像素的俯視圖，第4圖(C)系顯示第4圖(A)的A-A線(像素部分系第4圖(B)的A′-A′線)的剖面圖。但因光傳感器部分系簡略化，故僅顯示一個傳感器的剖面圖。
如第4圖(B)所示，在被柵極信號線151與漏極信號線152包圍的區(qū)域形成有顯示像素。在兩信號線的交點附近具備開關組件的第一TFT210，該第一TFT210的源極113s系兼具后述的保持電容電極154與構成電容170的電容電極155，并且連接于驅動有機EL組件的第二TFT220的柵極141。第二TFT220的源極143s系連接于有機EL組件的陽極161，他方的漏極143d系連接于驅動有機EL組件的驅動電源線153。
而且在TFT的附近，與柵極信號線151并行配置有保持電容電極154。此保持電容電極154系由鉻等構成，隔著柵極絕緣膜12在與第一TFT210的源極113s連接的電容電極155的間儲存電荷，構成電容。此保持電容170系用以保持施加于第二TFT220的柵極141的電壓而配設。
使用第4圖(C)，針對開關用的TFT的第一TFT210、驅動用TFT的第二TFT220以及光傳感器100來說明。
此外，第一TFT210以及第二TFT220的構造與第1圖(A)所示的第一實施形態(tài)的TFT大致一樣，故省略關于重復部分的詳細說明。
第一TFT210系在由石英玻璃、無堿玻璃等構成的絕緣性基板10上配設成為緩沖層的絕緣膜14。在其上層疊層由p-Si膜構成的半導體層113。在半導體層113配設有成為本質或實質上為本質的溝道113c，在溝道113c的兩側配設有低濃度區(qū)域113LD，在其外側配設有高濃度區(qū)域的n型源極113s以及漏極113d，具有所謂的LDD構造。
在半導體層113上配設柵極絕緣膜12，在其上層配設兼具由高熔點金屬構成的柵極111的柵極信號線151以及保持電容電極線154。
在柵極絕緣膜12、柵極111、柵極信號線151以及保持電容電極線154上的全面疊層層間絕緣膜15，在對應柵極絕緣膜12以及層間絕緣膜15的漏極113d配設的接觸孔填充金屬，配設兼具漏極信號線152的漏極(drain electrode)116。此外，源極113s被延伸構成保持電容170。
更于全面配設有例如由有機樹脂構成，使表面平坦的平坦化絕緣膜17。
第二TFT220系在相同的絕緣性基板10以及緩沖層14上配設半導體層143。在半導體層143于本征或實質上本征的溝道143c與此溝道143c的兩側實施離子摻雜(ion doping)，以配設有源極143s以及漏極143d。
在半導體層143上依次疊層形成柵極絕緣膜12以及由高熔點金屬構成的柵極141。
而且，與第一TFT210一樣形成層間絕緣膜15，在對應漏極143d配設的接觸孔填充金屬，配置連接于驅動電源的驅動電源線153。而且，在對應源極143s配設的接觸孔配設源極(source electrode)158。更全面地形成平坦化絕緣膜17，在對應該平坦化絕緣膜17以及層間絕緣膜15的源極158的位置形成接觸孔，隔著此接觸孔，配設由與源極158接觸的ITO(Indium Tin Oxide銦錫氧化物)構成的有機EL組件的第一電極(陽極)161于平坦化絕緣膜17上。
有機EL層165系在陽極161上依電洞輸送層162、發(fā)光層163以及電子輸送層164疊層。更疊層形成由鎂、銦合金構成的第二電極(陰極)166。此陰極166系配設于形成第4圖(B)所示的有機EL顯示裝置的基板10的全面或顯示部200的全面。
而且，有機EL組件系由陽極植入的電洞與由陰極植入的電子在發(fā)光層的內部再結合，激發(fā)形成發(fā)光層的有機分子，產生激子(exciton)。此激子在輻射失活的過程中由發(fā)光層放出光，此光系由透明的陽極經由透明絕緣基板放出到外部而發(fā)光。
成為光傳感器100的TFT的詳細構造由于也與第1圖(A)所示的相同，故省略詳細的說明，而光傳感器100的緩沖層14、半導體層13、柵極絕緣膜12、柵極11以及層間絕緣膜15、平坦化絕緣膜17系在與構成顯示部200的兩個TFT210、220的緩沖層14、半導體層113、143、柵極絕緣膜12、柵極111、141以及層間絕緣膜15、平坦化絕緣膜17同一工藝中形成的同一膜質的膜。也就是說，在顯示部的工藝中可在同一基板同時形成光傳感器，因可用與顯示部的構成要素相同者實現(xiàn)，故可大大地有助于工藝的簡單化與零件數(shù)目的削減。
而且，光傳感器100的半導體層13的膜厚系與顯示部的TFT相同的膜厚，僅將圖案加以變更即能加大柵極寬W。此時，使光傳感器100的柵極寬對柵極長的比例(柵極寬/柵極長)比像素內的第一TFT或第二TFT的柵極寬/柵極長還大較佳。更佳為比像素內的第一以及第二TFT的柵極寬/柵極長還大。據此，可得到高功能、高性能的顯示裝置。此外，在顯示部200配設有未圖標的遮光膜，惟在光傳感器100上不配設較佳，據此，可入射更多的外光。
接著，使用第5圖顯示第三實施形態(tài)。本實施形態(tài)也是將光傳感器組裝于同一基板的顯示裝置，藉由使手指或筆接觸顯示部，以取得該輸入坐標的所謂的觸控面板(touch panel)250。
第5圖(A)系觸控面板250的俯視圖，第5圖(B)系第5圖(A)的B-B線剖面圖。在如圖的顯示部200的周圍配置發(fā)光組件240與光傳感器100。顯示部200因也與第二實施形態(tài)的顯示部一樣，故省略說明。發(fā)光組件240系與構成顯示部200的像素相同的構造，沿著顯示部200周圍的兩邊，以一定間隔配設多個。
而且，光傳感器100系與發(fā)光組件240成對，以一定間隔沿著顯示部的其它兩邊配置，與第1圖所示的TFT相同的構造。再者，發(fā)光組件因由基板發(fā)光到上方，故鏡子等的反射件260系配設于同一基板10上，俾發(fā)光組件240的光通過顯示部200上部，到達光傳感器100。
接著說明輸入坐標的檢測方法的一例。發(fā)光組件240之中配置于一側的邊的發(fā)光組件240最初系每一組件依次發(fā)光，其次，配置于他方的邊的發(fā)光組件240系每一組件依次發(fā)光。此發(fā)光若在顯示部200的上部都沒有的話，經常會在光傳感器100受光，惟若藉由手指或輸入筆等接觸到顯示部200的預定位置，則特定的發(fā)光組件240的發(fā)光被遮斷，該發(fā)光變成不被特定的光傳感器100接收。由此發(fā)光組件240的發(fā)光時間與光傳感器100的輸出，二次元地感測發(fā)光被遮斷的區(qū)域，檢測輸入坐標。
此情形也是光傳感器100沿著顯示部的兩邊配置有多個，惟劃分一個光傳感器100并聯(lián)連接，合計的柵極寬W變成100μm。此情形，例如柵極寬W與柵極長L的長度系互異10倍左右，一個TFT的外形大致成矩形，故如第5圖(C)使TFT旋轉90度，交互配置其方向也可以。藉由配設多個TFT，可具備作為光傳感器的冗裕性、受光的平均化性。
此外，對于如此接受來自發(fā)光組件的光的情形，使發(fā)光側發(fā)藍色光即可。由顯示光源的亮度與Ioff的關系的第6圖也能明了，藍色因圖中的線的斜率大，故即使微量的光也能得到大的Ioff。
如上述，本實施形態(tài)的顯示裝置系配設感度佳的光傳感器以及配設該光傳感器于與平面面板顯示裝置同一基板上。因此，不限于在第二以及第三實施例所示的構造，若為在同一基板上制作顯示部與光傳感器的構造均能適用，故顯示部不限于使用有機EL組件者，使用無機EL組件、液晶顯示組件、電漿顯示組件等均可。
而且，在第二實施例中雖然針對來自發(fā)光組件的光系經由絕緣性基板10輸出的底部發(fā)射型(bottom emission type)來說明，惟本發(fā)明并非限定于此，也可以是來自發(fā)光組件的光輸出到與絕緣性基板10相反方向的頂部發(fā)射型(top emission type)。
權利要求
1.一種光傳感器，包含柵電極，配設于基板上；半導體層，隔著該柵電極與絕緣膜而配設；溝道，配設于該半導體層；以及源極以及漏極，配設于該溝道的兩側，其中令該柵電極的柵極寬為該柵電極的柵極長的10倍以上的長度。
2.如權利要求1所述的光傳感器，其中該柵極寬為5μm到10000μm。
3.如權利要求1所述的光傳感器，其中該半導體層若在該源極與該溝道間或該漏極與該溝道間的接合區(qū)域照射光，則產生光電流。
4.如權利要求1所述的光傳感器，其中在該半導體層的該源極與該溝道間或該漏極與該溝道間設有低濃度雜質區(qū)域。
5.如權利要求4所述的光傳感器，其中該低濃度雜質區(qū)域系設于輸出藉由入射光產生的光電流側。
6.如權利要求1所述的光傳感器，其中每一預定的時間施加電壓至該柵電極，使該光傳感器驅動。
7.一種顯示裝置，系將以下的構件配設于單一絕緣性基板上顯示部，配設多個具有薄膜晶體管的像素；柵電極，配設于絕緣性基板上；半導體層，隔著該柵電極與絕緣膜而配設；溝道，配設于該半導體層；以及光傳感器，具有配設于該溝道兩側的源極以及漏極，其中令該柵電極的柵極寬為該柵電極的柵極長的10倍以上的長度。
8.一種顯示裝置，系將以下的構件配設于單一絕緣性基板上顯示部，配設多個由EL組件與薄膜晶體管構成的像素；柵電極，配設于絕緣性基板上；半導體層，隔著該柵電極與絕緣膜而配設；溝道，配設于該半導體層；以及光傳感器，具有配設于該溝道兩側的源極以及漏極，其中令該光傳感器的柵電極的柵極寬為該柵電極的柵極長的10倍以上的長度。
9.如權利要求8所述的顯示裝置，其中該EL組件至少具有第一電極、第二電極以及被該第一以及第二電極夾著的發(fā)光層。
10.如權利要求7或8所述的顯示裝置，其中該光傳感器系接受周圍的光而控制該顯示部的亮度。
11.如權利要求7或8所述的顯示裝置，其中更具有對應該光傳感器而配設的發(fā)光組件，該光傳感器系由該發(fā)光組件檢測光的受光以及遮斷。
12.如權利要求7或8所述的顯示裝置，其中并聯(lián)連接多個該光傳感器，該各光傳感器的總柵極寬為5μm到10000μm。
13.如權利要求7或8所述的顯示裝置，其中該光傳感器系在該源極與該溝道間或該漏極與該溝道間的任一方的該半導體層設有低濃度雜質區(qū)域。
14.如權利要求7或8所述的顯示裝置，其中該薄膜晶體管包含由分別與該光傳感器的該絕緣膜、該柵電極以及該半導體層相同的膜質構成的絕緣膜、柵電極以及半導體層。
15.如權利要求7或8所述的顯示裝置，其中一個該光傳感器的柵極寬對柵極長的比例比一個該薄膜晶體管的柵極寬對柵極長的比例大。
16.一種顯示裝置，系將以下的構件配設于單一絕緣性基板上顯示部，配設多個具有薄膜晶體管的像素；柵電極，配設于絕緣性基板上；半導體層，隔著該柵電極與絕緣膜而配設；溝道，配設于該半導體層；以及光傳感器，具有配設于該溝道兩側的源極以及漏極，其中令該柵電極的柵極寬比該柵電極的柵極長還長，令Ioff為1×10-9A以上。
17.如權利要求7或8所述的顯示裝置，其中該光傳感器系配置多個于該顯示部的周圍。
18.一種光傳感器，系藉由并聯(lián)連接多個以下的構件而構成柵電極，配設于基板上；半導體層，隔著該柵電極與絕緣膜而配設；溝道，配設于該半導體層；以及薄膜晶體管，具有配設于該溝道兩側的源極以及漏極，其中該多個薄膜晶體管系各個該柵電極的柵極長沿著多個方向配置。
19.如權利要求18所述的光傳感器，其中該柵電極系柵極長的方向正交而配置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光傳感器及顯示裝置，以避免以往在顯示裝置具備光傳感器將在另一工藝制造的另一模塊組裝于同一框體而無法謀求零件數(shù)目或成本的削減，顯示裝置的小型化及薄型化的問題。本發(fā)明乃以配設于絕緣基板上的TFT實現(xiàn)光傳感器。檢測在TFT的斷開時因外光的入射而產生的光電流，而作為光傳感器而利用。加大TFT的柵極寬W，以增加光電流的產生區(qū)域，實現(xiàn)感度佳的光傳感器。而且，將光傳感器配設于玻璃基板上的TFT，故可制作于與EL顯示裝置同一基板。
文檔編號G09G3/18GK1645631SQ200410102658
公開日2005年7月27日 申請日期2004年12月24日 優(yōu)先權日2003年12月24日
發(fā)明者西川龍司, 小川隆司 申請人:三洋電機株式會社